KR100752513B1

KR100752513B1 - 수문 개폐장치

Info

Publication number: KR100752513B1
Application number: KR1020060073165A
Authority: KR
Inventors: 이규석; 이성래
Original assignee: (주)대한엔지니어링
Priority date: 2006-08-03
Filing date: 2006-08-03
Publication date: 2007-08-29

Abstract

본 발명은 작동유가 토출되는 상하측이 실린더의 상하측과 라인으로 연결되어 작동유가 실린더 상하측으로 유입되도록 하는 양방향펌프와, 상기 양방향펌프의 일측과 연결되어 회전에 의해 양방향펌프에 유입된 작동유를 상하측으로 토출되게 하는 핸들과, 상기 양방향펌프의 하측과 실린더의 하측을 연결하는 라인에 설치되는 카운터밸런스밸브와, 상기 실린더의 상측과 양방향펌프의 상측 연결 라인의 교차부 상측 라인에 순차적으로 설치되는 제1파일럿첵밸브 및 작동유탱크와, 상기 작동유탱크와 양방향펌프 하측 라인의 연결하는 라인의 일단에 설치되는 제1첵밸브를 포함하여 구성되는 수문 개폐장치에 있어서, 상기 실린더 및 양방향펌프의 상측을 연결하는 라인으로부터 별도의 제1라인을 분기하여 작동유탱크와 연결하고 이 제1라인의 일단에는 제2첵밸브를 설치하는 한편, 상기 양방향펌프의 하측 라인으로부터 별도의 제2라인을 분기하여 작동유탱크와 연결하고 이 제2라인의 일단에 제2파일럿첵밸브를 설치함을 기술적 구성상의 특징으로 한다.

수문 권양기, 전도기, 수문 전도기, 유압식, 양방향펌프

Description

수문 개폐장치{Floodgate opening and shutting equipment}

도 1은 권양기의 설치상태도.

도 2는 전도기의 설치상태도.

도 3은 권양기에 전도식 실린더를 설치한 구성도.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전체구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10:양방향펌프 11:핸들 12:카운터밸런스밸브

13:제1파일럿첵밸브 14:작동유탱크 15:제1첵밸브

16:제2첵밸브 17:제2파일럿첵밸브 18:파일럿배관

19:실린더 20:로드 21:수문

22:변속기 160:제1라인 170:제2라인

본 발명은 수문 개폐장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 권양 및 전도 등의 수문개폐 방식에 구애받지 않고 겸용으로 사용할 수 있는 수문 개폐장치에 관한 것이다.

일반적으로 하천, 저수지, 늪 등지에는 물을 일정한 유로 내로 제한하여 홍수 시 물의 범람을 방지하고 갈수(渴水)시 물을 효율적으로 활용하기 위한 치수용 제방이 축조된다.

그리고 제방의 일정 지점에는 수로가 형성되고 이 수로에는 제방 내 저수량을 조절하기 위한 수문이 설치되는 한편, 이러한 수문의 개폐장치로는 권양기 또는 전도기가 사용된다.

즉, 권양기는 도 1과 같이 수문(100)을 들어올리는 방식으로 수문(100)을 개폐하는 것으로서, 유압 실린더(101) 로드(102)가 하측의 수문(100)과 연결되어 유압 실린더(101)의 로드(102)가 수축되면 수문(100)이 상승되어 개방이 이루어지고 유압 실린더(101)의 로드(102)가 신장되면 수문(100)이 하강되어 폐쇄가 이루어지도록 되어 있다.

이에 반해 전도(轉倒)기는, 도 2와 같이 수문(200)을 눕히거나 기립하는 방식으로 수문(200)을 개폐하는 것으로서, 유압 실린더(201)의 몸체 하부는 고정하고 유압 실린더(201) 로드(202)는 비스듬히 기울어진 수문(200)과 연결하여 유압 실린 더(201)의 로드(202)가 수축되면 수문(200)이 눕혀져 개방이 이루어지고 유압 실린더(201)의 로드(202)가 신장되면 수문(200)이 상승되어 폐쇄가 이루어지도록 되어 있다.

그러나 이러한 수문 개폐장치들의 단점은, 구조적으로 권양기로는 전도 방식으로 개폐되는 수문에 적용할 수가 없고 전도기로는 권양 방식으로 개폐되는 수문에 적용할 수가 없는 것이 단점이었다.

즉, 도 3과 같이 권양기에 전도 방식의 실린더(301)를 설치하여 수문(300)을 하강시키면 수문(300)의 하강이 불가능하다.

먼저, 작동 설명에 앞서 실린더(301) 내부에 공급되는 작동유에 대해 살펴보면, 실린더(301) 내의 피스톤을 기준으로 실린더(301)의 내부 상측은 로드(302)가 실린더(301)의 내부 전체공간 중 일부를 차지하므로 작동유가 적게 들어가는 반면, 실린더(301) 내부 하측은 하측 전체면적에 작동유가 들러가기 때문에 실린더(301) 상측보다 작동유가 많이 들어간다는 것을 알 수 있다.

따라서, 예를 들어 설명시 실린더(301) 상측에 공급되는 작동유를 10으로 가정하고 실린더(301) 하측으로 공급되는 작동유를 20으로 가정하여 설명하기로 한다.

즉, 수문(300)을 하강시키기 위해 핸들(303)을 일정방향으로 회전하면 양방향펌프(304) 상측으로 토출된 작동유는 실린더(301) 상측과 양방향펌프(304) 상측 을 연결하는 라인을 따라 실린더(301) 상측으로 공급된다.

이때, 실린더(301) 상측으로 공급되는 작동유는 10이기 때문에 양방향펌프(304)의 상측으로 토출되는 작동유 또한 이론상으로 항상 10이 되어야만 수문(300)의 하강이 이루어지나, 수문(300)을 하강시키기 위해 실린더(301) 상측으로 작동유를 공급하면 피스톤이 하강되면서 실린더(301) 내부 하측에 있던 20의 작동유는 양방향펌프(304)의 하측으로 보내지게 된다.

그러나 이때 실린더(301) 상측으로 공급되는 작동유가 10이 되어야만 수문(301)이 하강이 이루어지나 양방향펌프(304)의 하측으로 보내지는 작동유가 20 이므로 실린더(301) 상측으로 공급되는 작동유 또한 20되어 수문(300)의 하강 작동이 불가능해 짐을 알 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 권양 및 전도 등의 수문의 개폐방식에 구애받지 않고 겸용으로 사용할 수 있도록 한 수문 개폐장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 작동유가 토출되는 상하측이 실린더의 상하측과 라인으로 연결되어 작동유가 실린더 상하측으로 유입되도록 하는 양방향펌프와, 상기 양방향펌프의 일측과 연결되어 회전에 의해 양방향 펌프에 유입된 작동유를 상하측으로 토출되게 하는 핸들과, 상기 양방향펌프의 하측과 실린더의 하측을 연결하는 라인에 설치되는 카운터밸런스밸브와, 상기 실린더의 상측과 양방향펌프의 상측 연결 라인의 교차부 상측 라인에 순차적으로 설치되는 제1파일럿첵밸브 및 작동유탱크와, 상기 작동유탱크와 양방향펌프 하측 라인의 연결하는 라인의 일단에 설치되는 제1첵밸브를 포함하여 구성되는 수문 개폐장치에 있어서,

상기 실린더 및 양방향펌프의 상측을 연결하는 라인으로부터 별도의 제1라인을 분기하여 작동유탱크와 연결하고 이 제1라인의 일단에는 제2첵밸브를 설치하는 한편, 상기 양방향펌프의 하측 라인으로부터 별도의 제2라인을 분기하여 작동유탱크와 연결하고 이 제2라인의 일단에 제2파일럿첵밸브를 설치함을 기술적 구성상의 특징으로 한다.

또한, 상기 제2파일럿첵밸브는, 파일럿배관에 의해 상기 실린더 상측과 양방향펌프 상측을 연결하는 라인과 연결됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 양방향펌프와 수동조작핸들 사이에는, 변속 레버로 기어를 변속하여 속도를 가변할 수 있는 변속기를 설치하여 양방향펌프에서 토출되는 작동유의 속도를 조절할 수 있도록 함을 특징으로 한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전체구성도를 도시한 것으로서, 이하 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 설명하면 다음과 같다.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 수문 개폐장치는, 작동유가 토출되는 상하측이 실린더(19)의 상하측과 라인으로 연결되어 작동유가 실린더(19) 상하측으로 유입되도록 하는 양방향펌프(10)와, 상기 양방향펌프(10)의 일측과 연결되어 회전에 의해 양방향펌프(10)에 유입된 작동유를 상하측으로 토출되게 하는 핸들(11)과, 상기 양방향펌프(10)의 하측과 실린더(19)의 하측을 연결하는 라인에 설치되는 카운터밸런스밸브(12)와, 상기 실린더(19)의 상측과 양방향펌프(10)의 상측 연결 라인의 상측 라인에 순차적으로 설치되는 제1파일럿첵밸브(13) 및 작동유탱크(14)와, 상기 작동유탱크(14)와 양방향펌프(10) 하측 라인을 연결하는 라인에 설치되는 제1첵밸브(15)를 포함하여 구성되는 수문 개폐장치에 있어서,

상기 양방향펌프(10) 하측 라인에서 별도의 제2라인(170)을 분기하여 작동유탱크(14)와 연결한 다음 이 제2라인(170)의 일단에 제2파일럿첵밸브(17)를 설치하고, 상기 실린더(19) 상측과 양방향펌프(10) 상측을 연결하는 라인에서 별도의 제1라인(160)을 분기하여 작동유탱크(14)와 연결하고 이 제1라인(160)의 일단에 제2첵밸브(16)를 설치함을 특징으로 한다.

즉, 상기 양방향펌프(10) 하측 라인에서 분기되는 별도의 제2라인(170)은, 양방향펌프(10) 하측 라인 및 작동유탱크(14)와 연결되며, 그리고 이 제2라인(170)의 일단에는 제2파일럿첵밸브(17)가 설치되는 한편, 상기 제2파일럿첵밸브(17)는 파일럿배관(18)에 의해 양방향펌프(10) 상측과 실린더(19) 상측을 연결하는 라인과 연결된다.

또한, 상기 실린더(19) 상측과 양방향펌프(10) 상측을 연결하는 라인에서 별도로 분기되는 제1라인(160)은, 상기 작동유탱크(14)와 연결되며 이 제1라인(160)의 일단에는 제2첵밸브(16)가 설치된다.

한편, 양방향펌프(10)와 핸들(11) 사이에는 변속 레버로 기어를 변속하여 속도를 가변할 수 있도록 하는 변속기(22)를 설치하여 양방향펌프(10)에서 토출되는 작동유의 속도를 가변할 수 있도록 한다.

상기 변속기(22)는 기어를 변속함으로써 여러 가지 속도비를 얻을 수 있도록 한 일반적이며 규격화된 기계장치로서 그 상세한 구성설명은 생략한다.

이상과 같이 본 발명의 수문 개폐장치는, 양방향펌프(10) 하측 라인에서 별도의 제2라인(170)을 분기하여 작동유탱크(14)와 연결한 다음 이 제2라인(170)의 일단에 제2파일럿첵밸브(17)를 설치하고, 상기 실린더(19) 상측과 양방향펌프(10) 상측을 연결하는 라인에서 별도의 제1라인(160)을 분기하여 작동유탱크(14)와 연결하는 한편, 이 제1라인(160)의 일단에 제2첵밸브(16)를 설치함으로써, 권양 및 전도 등의 수문(21)의 개폐방식에 구애받지 않고 겸용을 사용할 수 있도록 한 것으로서, 이하 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 수문 개폐장치를 권양 방식에 적용할 경우를 작동과정을 살펴보기로 한다(단, 실린더(19) 내의 피스톤을 기준으로 실린더(19)의 내부 상측은 전체면적에 작동유가 들러가기 때문에 작동유가 많이 들어가는 반면, 실린더(19)의 내부 하측은 로드(20)가 실린더(301)의 내부 전체공간 중 일부를 차지하므로 실린더(19) 상측보다 작동유가 적게 들어감을 알 수 있다.

따라서, 실린더(19) 상측에 공급되는 작동유는 20, 실린더(19) 하측으로 공급되는 작동유를 10으로 가정하여 권양 방식의 수문 개폐과정을 설명하기로 한다).

1. 수문의 상승시 작동과정

먼저, 핸들(11)을 일정방향으로 회전시켜 실린더(19)의 하측에 작동유가 공급되게 한다.

이때, 실린더(19)는 권양 방식으로 설치되기 때문에 로드(20)가 아래의 수문(21)과 연결된 상태이다.

여기서, 핸들(11)의 회전에 의해 양방향펌프(10) 하측으로 토출된 작동유는 양방향펌프(10)의 하측과 실린더(19)의 하측을 연결하는 라인을 따라 실린더(19) 하측에 공급된다.

이때, 상기 실린더(19) 하측으로 공급되는 작동유는 10이다.

이와 같이 실린더(19) 하측으로 공급된 작동유는 피스톤을 상측으로 상승시키고 이에 따라 실린더(19) 상측에 있던 20의 작동유는 양방향펌프(10)의 상측과 실린더(19) 상측을 연결하는 라인을 따라 양방향펌프(10)의 상측으로 공급된다.

여기서, 상기 제1파일럿첵밸브(13)가 설치된 라인과 양방향펌프(10) 하측 라인은 파일럿배관이 설치되어 있어 양방향펌프(10)의 하측 토출압력이 파일럿배관을 타고 제1파일럿첵밸브(13)에 가해짐으로 실린더(19) 내의 피스톤 상승시 실린더(19) 상측의 20의 작동유 중 10은 제1파일럿첵밸브(13)를 역방향으로 통과하여 작동유탱크(14)에 유입되게 하고 나머지 10의 작동유만 양방향펌프(10) 상측으로 공급된다.

따라서, 상기 양방향펌프(10)의 상측으로 공급되는 작동유가 10이 되므로 양방향펌프(10) 하측으로 토출되는 작동유 및 실린더(19) 하측으로 공급되는 작동유가 모두 10이 되어 수문(21)의 승강이 원활하게 이루어진다.

2. 수문의 자중하강시 작동과정

자중에 의해 수문(21)이 하강하면서 실린더(19) 내의 피스톤이 하강되며 피스톤 아래의 작동유 10은 양방향펌프(10)의 하측으로 공급되고 이때, 양방향펌프(10)의 상측으로 토출되는 작동유는 10이 되며 이와 함께 나머지 부족분 10의 작동유는 작동유탱크(14)로부터 제2첵밸브(16) 및 제1파일럿첵밸브(13)을 통과하여 실린더(19) 상측으로 공급된다.

따라서, 총 20의 작동유가 실린더(19) 상측으로 공급되므로 수문(21)의 자중 하강이 원활하게 이루어진다.

특히, 상기 제2첵밸브(16)는 작동유탱크(14)에 저장된 작동유를 실린더(19) 상측으로 공급하여 실린더(19)의 상측으로 공급되는 작동유의 부족분을 보충해주는 보조역할을 하기 때문에 수문 개폐장치의 성능을 향상시킬 수 있다.

3. 수문의 가압하강시 작동과정

핸들(11)을 일정방향으로 회전시켜 양방향펌프(10)의 상측으로 작동유가 토출되게 함으로써 실린더(19)의 상측으로 20의 작동유가 공급되게 한다.

이와 같이 20의 작동유가 실린더(19) 상측에 공급되면 피스톤은 하강하고 피스톤 아래의 10의 작동유는 양방향펌프(10)의 하측으로 공급된다.

그리고 실린더(19) 상측으로 공급되어야 하는 작동유는 20이므로 실린더(19) 하측으로부터 양방향펌프(10) 하측으로 공급되는 10의 작동유와 함께 나머지 부족분 10의 작동유는 작동유탱크(14)로부터 제1첵밸브(15) 및 제2파일럿첵밸브(17)을 통과하여 양방향펌프(10)의 하측 라인에 공급된다.

따라서, 양방향펌프(10)의 상측으로 토출되는 작동유는 20이 되고 실린더(19) 상측에 공급되는 작동유 또한 20이기 때문에 수문(21)의 원활한 하강이 이 이루어진다.

특히, 상기 제2파일럿첵밸브(17)는 작동유탱크(14)에 저장된 작동유를 양방향 펌프(10)의 하측 라인에 공급하여 실린더(19)의 상측으로 공급되는 작동유의 부족분을 보충해주는 보조역할을 하기 때문에 수문 개폐장치의 성능을 향상시킬 수 있다.

다음은 본 발명의 수문 개폐장치를 전도 방식에 적용할 경우의 작동과정을 살펴보기로 한다(단, 실린더(19) 내의 피스톤을 기준으로 실린더(19)의 내부 상측 은 로드(20)가 실린더(19)의 내부 전체공간 중 일부를 차지하므로 작동유가 적게 들어가는 반면, 실린더(19) 내부 하측은 하측 전체면적에 작동유가 들러가기 때문에 실린더(19) 상측보다 작동유가 많이 들어간다.

따라서, 실린더(19) 상측에 공급되는 작동유는 10, 실린더(19) 하측으로 공급되는 작동유는 20으로 가정하여 전도 방식의 수문 개폐과정을 설명하기로 한다).

1. 수문의 상승시 작동과정

핸들(11)을 일정방향으로 회전시켜 양방향펌프(10)의 하측으로 작동유가 토출되게 하여 작동유가 실린더(19)의 하측으로 공급되게 한다.

이때, 실린더(19)는 전도 방식(도 4에서 권양 방식의 실린더 대신 전도 방식의 실린더가 교체 설치되어 있다고 가정하고 설명함)으로 설치되기 때문에 로드(20)가 상측의 수문(21)과 연결된 상태이다.

한편, 실린더(19) 하측으로 공급된 작동유는 20이며 이 작동유는 피스톤을 상승시켜 피스톤 위의 작동유 10이 양방향펌프(10)의 상측으로 공급되게 한다.

그러나 실린더(19)의 하측에는 20의 작동유가 공급되어야 하기 때문에 피스톤 위의 10의 작동유와 함께 작동유탱크(14)에 저장된 10의 작동유가 제1파일럿첵밸브(13)와 제2첵밸브(16)를 통과하여 양방향펌프(10)의 상측으로 공급된다.

따라서, 양방향펌프(10) 상측으로 공급되는 작동유는 피스톤 위의 10의 작동유와 함께 작동유탱크(14)에서 공급되는 10의 작동유를 합하여 총 20의 작동유가 양방향펌프(10) 하측으로 토출되어 실린더(19) 하측에 공급되기 때문에 수문(21)의 상승이 원활하게 이루어진다.

2. 수문의 자중하강시 작동과정

자중에 의해 수문(21)이 하강하게 되면 실린더(19) 상측에는 10의 작동유가 공급되면서 피스톤은 하강하게 되고 피스톤 아래의 20의 작동유는 양방향펌프(10)의 하측으로 공급된다.

그러나 상기 양방향펌프(10) 하측 라인과 제1파일럿첵밸브(13) 사이에는 파일럿배관이 설치되어 있기 때문에 양방향펌프(10)의 토출압력이 파일럿배관을 따라 제1파일럿첵밸브(13)에 가해져 실린더(19)의 내의 피스톤 하강시 실린더(19) 하부의 20의 작동유 중 10의 작동유가 제1파일럿첵밸브(13)의 역방향으로 통과하여 작동유탱크(14)로 유입된다.

따라서, 피스톤 아래의 20의 작동유 중 10은 작동유탱크(14)로 유입되고 나머지 10의 작동유만 실린더(19) 상측으로 유입되므로 원활한 수문(21)의 하강이 이루어진다.

이와 같이 제1파일럿첵밸브(13)는 수문(21)의 자중하강시 10의 작동유를 작동유탱크(14)로 공급하는 보조역할을 수행하기 때문에 수문 개폐기의 성능 향상을 가져올 수 있다.

3. 수문의 가압하강시 작동과정

수문(21)의 가압하강을 위해 핸들(11)을 일정방향으로 회전시켜 양방향펌프(10) 상측으로 작동유가 토출되게 하여 실린더(19) 상측으로 10의 작동유가 공급되게 한다.

이와 같이 10의 작동유가 실린더(19) 상측에 공급되면 피스톤은 하강하고 피스톤 아래의 20의 작동유는 양방향펌프(10)의 하측으로 공급된다.

그러나 제2파일럿첵밸브(17)와 실린더(19) 상측 및 양방향펌프(10) 상측을 연결하는 라인은 파일럿배관(18)으로 연결되어 있기 때문에 양방향펌프(10)의 토출압력이 파일럿배관(18)에 가해져 실린더(19) 내의 피스톤 하강시 실린더(19) 하부의 20의 작동유 중 10의 작동유가 제2파일럿첵밸브(17)의 역방향으로 통과하여 작동유탱크(14)에 공급된다.

한편, 양방향펌프(10)와 핸들(11) 사이에는 변속기(22)가 설치되어 있어 수압에 의해 수문(21)에 높은 하중이 발생시 변속을 통해 저속으로 수문(21)을 개폐할 수 있으며, 수문(21) 자중 및 평상시의 수압에 의한 저하중 발생시 변속을 통해 고속으로 수문(21)을 개폐할 수 있다.

이상에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명의 수문 개폐장치는 양방향펌프 하측 라인에서 별도로 분기되는 제2라인을 작동유탱크에 연결한 다음 이 제2라인의 일단에 제2파일럿첵밸브를 설치하고, 실린더 상측과 양방향펌프 상측을 연결하는 라인의 교차되는 부위에서 분기되는 별도의 제1라인을 작동유탱크와 연결하고 이 제1라인의 일단에 제2첵밸브를 설치함으로써 권양 및 전도 등의 수문개폐 방식에 구애받지 않고 겸용으로 사용할 수 있는 장점이 있다.

또한, 핸들과 양방향펌프 사이에 변속기를 설치함으로써 변속을 통해 고하중 발생시에 저속으로 수문을 개폐할 수 있고 저하중 발생시에는 고속으로 수문을 개폐할 수 있는 장점이 있다.

Claims

작동유가 토출되는 상하측이 실린더의 상하측과 라인으로 연결되어 작동유가 실린더 상하측으로 유입되도록 하는 양방향펌프와, 상기 양방향펌프의 일측과 연결되어 회전에 의해 양방향펌프에 유입된 작동유를 상하측으로 토출되게 하는 핸들과, 상기 양방향펌프의 하측과 실린더의 하측을 연결하는 라인에 설치되는 카운터밸런스밸브와, 상기 실린더의 상측과 양방향펌프의 상측 연결 라인의 교차부 상측 라인에 순차적으로 설치되는 제1파일럿첵밸브 및 작동유탱크와, 상기 작동유탱크와 양방향펌프 하측 라인의 연결하는 라인의 일단에 설치되는 제1첵밸브를 포함하여 구성되는 수문 개폐장치에 있어서,

상기 실린더 및 양방향펌프의 상측을 연결하는 라인으로부터 별도의 제1라인을 분기하여 작동유탱크와 연결하고 이 제1라인의 일단에는 제2첵밸브를 설치하는 한편, 상기 양방향펌프의 하측 라인으로부터 별도의 제2라인을 분기하여 작동유탱크와 연결하고 이 제2라인의 일단에 제2파일럿첵밸브를 설치함을 특징으로 하는 수문 개폐장치.
제 1항에 있어서,

상기 제2파일럿첵밸브는, 파일럿배관에 의해 상기 실린더 상측과 양방향펌프 상측을 연결하는 라인과 연결됨을 특징으로 하는 수문 개폐장치.
제 1항에 있어서,

상기 양방향펌프와 수동조작핸들 사이에는, 변속 레버로 기어를 변속하여 속도를 가변할 수 있는 변속기를 설치하여 양방향펌프에서 토출되는 작동유의 속도를 조절할 수 있도록 함을 특징으로 하는 수문 개폐장치.